Способ проявления скрытого электростатического

 

2II3l4

ОписАние изоьеетения, Союз Соввтскив

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Завис имый от №

Кл. 57b, 10

Заявлено 12Х.1962 (№ 778351/23-4) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 08.11.1968. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания IО.IV.1968

МПК G 03с

УДК 77.023.415:772. .93 (088.8) комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения и заявители

Иностранцы

Поль Мариа Кассьез, Андрей Ротт, Луи Ахилль Мойссен, Иосиф Леонард фан Энгеланд и Роберт Иосиф Ноэ (Бельгия) СПОСОБ ПРОЯВЛЕНИЯ СКРЫТОГО ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО

ИЗОБРАЖЕН ИЯ

Известный способ проявления скрытого электростатического изображения заключается в том, что подложку с нанесенным на нее фотопроводящим слоем приводит в соприкосновение с проявляющей жидкостью, содержащей органический растворитель и растворенный в нем краситель.

Предлагаемый способ проявления электростатически заряженных изображений на носителе посредством проявляющей жидкости, подводимой в непосредственную близость к электростатическому изображению, отличается от известного тем, что поверхность изображения одновременно с получением электростатически заряженного изображения или непосредственно за этим подводится в близкое соседство с проявляющей жидкостью, причем поверхность изображения селективно и/или дифференцированно смачивается соответственно электростатической зарядке изображения.

Применяется проявляющая жидкость, поверхностное натяжение которой по отношению к несущему скрытое электростатическое изображение материалу посредством величины и значения поля электросилы на поверхности несущего материала выбирается так, что поверхность изображения селективно и/или дифференцированно смачивается соответственно электростатическим зарядам изображения. При этом участки поверхности, несущие в момент проявления электрический заряд, ведут себя по отношению к проявляющей жидкости лиофильно, а незаряженные или менее заряженные части поверхности — лио5 фобно.

Селективное смачивание электростатически заряженных поверхностей изолирующего материала не зависит от вида и способа нанесения зарядки на изолирующий материал. Най10 дено, что если изолирующую верхнюю поверхность, состоящую из электростатически заряженных частей плоскости наряду с незаряженными частями плоскости смочить жидкостью, то последняя на незаряженных частях

15 плоскости будет иметь краевой угол по меньшей мере в 90, а на заряженных — по меньшей мере на 20% меньший. Изолирующая поверхность будет селективно смочена этой жидкостью. Краевой угол на незаряженных ча20 стях плоскости составляет предпочтительно

90 — 125 .

В качестве основы для электростатически заряженного изображения лучше применять фотопроводящий слой с гидрофобными свой25 ствами. Обычный фотопроводящий слой состоит из органических или минеральных фотопроводящих веществ, введенных в полимерное связующее вещество. В качестве компонента фотопроводящего слоя применяют преимуще30 ственно окись цинка. Особенно хорошие ре211314

10 мл

10 лл

65 зультаты достигаются в том случае, если подвергнуть окись цинка обработке кислотами.

При жидкостном проявлении скрытых электростатических изображений необходимо следить за промежутком между зеркалом поверхности жидкости на смачивающем устройстве и наиболее глубокой точкой проявляющей поверхности. Хорошие результаты были достигнуты на расстояниях между 1 и 100 ик, предпочтительно между 3 и 30 мк. Если расстояние взято слишком малым, например при применении слишком сильного давления, заряженное изображение разрушается. При слишком большом расстоянии теряются тонкие детали изображения. Установка соответствующего расстояния между поверхностью жидкости и профилем материала зависит от структуры верхней поверхности материала и от рода проявляющей жидкости.

Для достижения видимого изображения применяют проявляющую жидкость, содержащую светопрочные красители.

По предлагаемому способу проявляющая жидкость содержит не менее 60% вес. ч. воды, а также одно или несколько следующих соединений:

1. 0,3 — 20% растворяющегося или диспергирующегося в воде красящего вещества;

2. 0,2 — 20% вещества, воздействующего на поверхностное натяжение;

3. 0 — 10Я, вещества, предотвращающего высыхание чернил, например глицерин, гликоль и сорбит;

4. 0 — 10О растворимого в воде или диспергируемого связывающего вещества, например гуммиарабик, карбоксиметилцеллюлоза и т. д, 5. 0 — 35% полярной органической жидкости, имеющей высокую диэлектрическую постоянную и смешивающейся с водой, например формамид.

Подходящим носителем для фотопроводящего слоя электрографического материала являются пластинки из металла, например алюминия, меди, бронзы, свинца, цинка, или стеклянные пластинки. В качестве носителей пригодны материалы, удельное объемное сопротивление которых ниже, чем сопротивление изолирующего материала.

Предлагаемый способ можно осуществить несколькими вариантами. Так, проявляющую жидкость подводят селективно к заряженным частям поверхности изолирующего материала при помощи капиллярной системы, которая представляет собой устройство с одним или несколькими заполненными проявляющей жидкостью капиллярными отверстиями. Для проведения сел ективного смачивания капиллярная поверхность подводится в непосредственную близость к материалу, несущему электростатическое изображение или же наносится на этот материал. На местах с достаточно высокой силой поля (зарядки) жидкость выступает из капилляров и абсорбируется изолирующим материалом, в то время как на незаряженных местах сила капиллярности не

40 дает жидкости возможность покинуть капиллярные отверстия, При простейшем осуществлении способа применяется один капилляр, образуемый узкой щелью между двумя пластинами или прорезью в дне резервуара с жидкостью. Размеры и геометрическая форма капилляров не являются критическими. Хорошие результаты были достигнуты при капиллярах с.глубиной и шириной от 30 до нескольких мм. Ф6рма капилляров может быть конической, прямоугольной, цилиндрической, полукруглой или неравномерной. Наружная поверхность печатного устройства состоит преимущественно нз материала, не смачиваемого применяемой жидкостью, и число точек касания этой поверхности минимально. Это необходимо для сохранения чистоты фона изображвния и предотвращения слишком ранней утечки электростатического заряда.

Наиболее удачно позволяет осуществить предлагаемый способ устройство, состоящее из вала с желобленной поверхностью. Эта поверхность может быть изготовлена графическим или фотографическим способом, она может быть линейной, сетчатой или:зернистой и состоять из различных материалов. Если верхняя поверхность биметаллическая, то выемки, .например, делают из гидрофильного материала, например хрома, а выступы — из гидрофобного, например меди. Проявленные с применением капиллярной системы изображения отличаются резким контрастом, хорошим покрытием больших черных плоскостей и чистым фоном изображения.

Прим ер 1. Баритованную фотобумагу при помощи ракли покрывают дисперсией, состоящей .из 1 объемной части (об. ч.) состава А и

3 об. ч. состава Б.

Состав А:

6%-ный раствор смешанного полимера — N-винилкарбазолэтилакрилат в метиленхлориде 1000 мл

Окись цинка 225 г

10%-ный раствор монобутилфосфата в этаноле

Состав Б:

4%-ный раствор смешанного полимера — винилацетат-винил-стеарат (85/15) в этиленхлориде 1000 мл

Окись цинка 150 г

10%-.ный раствор монобутилфосфата в этаноле

Эту дисперсию наносят так, что 1 л покрывает 12 м . После высыхания светочувствительный слой заряжают посредством разрядки короны в 6000 в так, что на каждый сА приходится 400 в, и затем в течение 1,5 сек экспонируют через диапозитив лампочкой в

75 вт на .расстоянии 10 см.

Материал со скрытым электростатическим изображением накладывают на наклонную пластину. Для проявления скрытого изображения с верхнего конца на слой наливают

211314 красящего

2 г

100 мл.

ЗО

40

5 небольшое количество раствора вещества следующего состава:

Метиленовый голубой

Вода

При этом светочувствительный слой соприкасается со взятыми для проявления чернилами. Получается ясная и точная позитивная картина, которая через 5 мин просыхает в струе теплого воздуха.

Пример 2. К 500 мл 4%-ного раствора полимера, аналогичного примеру 1 (состав Б), в этаноле прибавляют 225 г фотопроводящей окиси цинка, как в примере 1. Смесь размалывают в течение 48 час в шаровой мельнице, после чего при тщательном размешивании добавляют следующий состав, мл:

2%-ный раствор вышеуказанного полимера в этаноле 500

10%-ный раствор монобутилфосфата в этаноле 10

10%-ный раствор янтарной кислоты в диметилформамиде 10

1%-ный раствор флуоресцеина в этаноле 10

Бумагу с нанесенной на ней алюминиевой фольгой покрывают при помощи ножа фотопроводящей дисперсией (1 л,на 10 м ) и затем высушивают. Далее светочувствительный слой заряжают при напряжении в 7000 в на концах проволоки короны так, что на каждый см приходится 800 в, и подвергают освещению в течение 0,7 сек через диапозитив лампочкой в 75 вт, расположенной на расстоянии в 10 см.

После этого скрытое изображение проявляют с помощью описанного ниже прибора, как показано на фиг. 1, с применением туши следующего состава:

Гидроколлаг (водная коллоидальная графитная дисперсия) 5 г

Лудокс (30%-ная водяная дисперсия коллоидальной кремневой кислоты) 15 г

Вода 10 мл

Показанный на фиг. 1 прибор состоит из двух валиков 1 и 2 и резервуара 8 для туши.

Валик 1 представляет собой алюминиевый цилиндр с диаметром в 15 мм и длиной в 25 см.

Он служит ведущим валиком для подлежащего проявлению материала. Валик 2 — гладкий цилиндр из хромоникелевой стали 18/8 с диаметром вдвое большим, чем у,валика 1.

Светочувствительный слой экспонированного материала 4 приводится в контакт с валиком с тушью и держится от него на расстоянии

0,5 мм так, что может образоваться мениск жидкости. Светочувствительный материал двигается со скоростью, равной окружной скорости валика 2, а палик 2 вращается со скоростью 2 м/чин и погружается частично в проявляющую тушь. Чернила воспринимаются чолько неразряженными частями изображения и дают позитивное несмываемое изображение.

6

На баритованную бумажную основу наносят следующую проводящую грунтовку:

Акваблак 15 (30%-ная водяная дисперсия коллоидального углерода) 50 г

2%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы 500 мл

Вода 100 мл

Этан ол 400 мл

Пример 3. На грунтовку наносят фотопроводящий слой, описанный в примере 2.

После зарядки этого слоя по примеру 2 на него при помощи проекционного аппарата в течение 30 сек проецируют изображение. Для этой цели применяют две лампочки по 14 вт и 4,4-объектив с фокусным .расстоянием в

21 см, установленный на расстоянии 84 см, при диафрагме 5,6. Позитивное скрытое электростатическое изображение проявляют так же, как и в примере 2, проявляющей жидкостью следующего состава:

Акваблак (15%-ная водяная дисперсия коллоидального углерода) 40 мл

Вода 100 мл.

Для усиления плотности подлежащего проявлению изображения повышают окружную скорость проявляющего валика на 20 м/мин и скорость пробега бумаги на 3 м/мин. Расстояние между светочувствительным слоем и валиком составляет 1 мм. Получают отчетливое позитивное изображение.

Пример 4. Для изготовления фотопроводящей дисперсии тщательно смешивают в шаровой мельнице следующие составные части:

Плексигум 25 (10>/р-.íûé ацетоновый раствор смолистого полиакрилата) 50 мл

4%-ный раствор Виннапаса В (поливинилацетат) в метиленхлориде

Ацетон

Окись цинка

10О/О-ный раствор моно-и диизопропилортофосфата (1: 1) в этаноле 1,5 мл

Эту дисперсию наносят на алюминиевую фольгу посредством погружения последней так, чтобы количество окиси цинка составляло 15 г/м . На светочувствительном слое, полученном тем же способом, что и в примере 1, образуется скрытое электростатическое изображение. Проявление производят в устройстве, показанном схематически на фиг. 1. Поверхность валика 2 снабжена винтообразными желобками таким образом, что витки желобков соприкасаются друг с другом. Желобки имеют форму V с шириной v. глубиной

0,5 мм. Валик 2 свободно вращается в резервуаре с жидкостью так, что желобки наполняются проявляющей жидкостью, которая держится силой капиллярности. Фотопроводный материал протягивается между двумя валиками со скоростью 30 м/мин таким образом, чтобы скрытое изображение было обращено к валику с желобками. Проявляющая жидкость состоит из 30 мл акваблака 15 и 100 мл воды.

211314

7

Для усиления контраста между освещенными и неосвещенными частями поверхности валик

1 держится под напряжением в 10 в по отношению к валику 2. Скребок 5 снимает с валика избыточную проявляющую жидкость.

Получается позитивное четкое изображение.

Пример 5 аналогичен примеру 4, но здесь применяют светочувствительный материал, изготовленный нанесением на пергамин с весом 60 г/л фотопроводящего слоя из перемолотой в течение 24 час смеси:

10%-ный оаствор смолы эмекаль-65 в метилен-хлориде 100 мл

Окись цинка 30 е.

Дисперсию наносят раклей таким образом, что после просыхания на 1 м - материала приходится 15 г окиси цинка. Изображение получается того же качества, как и в предыдущих примерах.

Пример 6. Фотопроводящую дисперсию, полученную из полимерного связующего вещества, аналогичного составу Б по примеру 1, и окиси цинка, которую, как и в примере 2, обрабатывают монобутилфосфатом и янтарной кислотой, наносят на баритованную бумагу весом 55 г на 1 м- . Соотношение связующего вещества к фотопроводнику 4: 15. Фотопроводящую окись цинка наносят в количестве

16 г/М2. Слой из окиси цинка электростатически заряжают и получают позитивное скрытое электростатическое изображение, как описано в примере 3. До или во время проявления этого скрытого изображения обратную сторону носителя увлажняют посредством обтирания смоченным водой куском фетра для придания бумажному носителю проводимости. 3атем скрытое изображение проявляют в проявляющем приборе по примеру 4 с помощью следующих красящих растворов:

Вода 100 мл

Райен черный 2 г

Получают позитивное четкое изображение.

П:р и м ер 7. Подобно примеру 3 на светочувствительном материале получают скрытое электростатическое изображение. Проявление осуществляют жидкостью по примеру 1 с помощью изображенного на фиг. 2 проявляющего прибора. Этот прибор состоит из одного переменной формы пластмассового резервуара Б для жидкости и одного смачивающето элемента 6 из металла или пластмассы. Смачивающий элемент полый и прикреплен к резервуару жидкости винтом или зажимом. Смачивающий элемент снабжен последовательно рещетом и куском фетра, прижатым к обтяну5

15

8 ому пенистым материалом валику 7. Этот валик абсорбирует в своих порах проявляющуюся жидкость. Он прокатывается по несущему скрытое электростатическое изображение слою. На заряженных часгях картины отлагается проявляющая жидкость так, что получается изображение.

П р и м ер 8. Следующее соединение размалывают в течение 24 час в шаровой мельнице:

Окись цинка 4,5 кг

4>/<-ный раствор полимера, аналогичного примеру 1 (состав Б), в этиловом спирте 9 л

После размола смесь разбавляют следующим раствором:

4>/О-ный раствор вышеуказанного полимера 21 л

10>/о-ный раствор монобутилфосфата в этиловом спирте 300 мл

10>/,-ный раствор янтарной кислоты в диметилформамиде 300 мл

1o/g-ный р а створ флуор есцеина в этиловом спирте 300 гл

Эту дисперсию наносят с помощью ракли на баритованную бумагу (90 г на 1 м2) так, что

1 л дисперсии покрывает 10 м . На этот слой наносят посредством разрядки короны в

6000 в равномерную зарядку в 400 в на 1 см.

Заряженный слой освещают в течение 0,7 сек соответственно изображению, а именно: лампочкой в 75 вт .на расстоянии в 10 см через диапозитив. Полученное скрытое изображение проявляют в следующем красящем растворе:

Метиленовый голубой краситель 2 г

Вода 100 мл.

При этом применяют изображенный на фиг.

1 прибор, причем валики 1 и 2 получают во время проявления переменную зарядку 100 в и 50 ги. Образуется четкое позитивное изображение. При 50 ги хотя изображение и яркое, но некоторое количество туши отлагается и на неосвещенных местах. Это нежелательное отложение чернил может быть устранено повышением частоты применяемой во время проявления зарядки так, что уже при 1000 ег1 получается позитивное изображение с чистым задним фоном.

Предмет изобретения

Способ проявления скрытого электростатического изображения соприкосновением подложки с нанесенным на нее фотопроводящим слоем с проявляющей жидкостью, содержащей краситель, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изображений, в качестве проявляющей жидкости используют водный раствор или водную дисперсию.

211314

Юа.1

Фиг 2

Составитель Э. Рамзова

Техред Л, К. Малова Корректоры: М. П. Ромашова и А. П. Васильева

Редактор Л. Ильина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 585/14 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4